КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 15-12-30030

НазваниеСпектроскопия сверхпроводящих гибридных наноструктур

РуководительГолубов Александр Авраамович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)", г Москва

Период выполнения при поддержке РНФ 2015 г. - 2017 г. 

Конкурс№9 - Конкурс 2015 года на получение грантов по приоритетному направлению деятельности Российского научного фонда «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований с представлением результатов в рамках международной конференции (конгресса)».

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе, 02-209 - Низкие температуры и сверхпроводимость

Ключевые словасверхпроводимость, эффект близости, эффект Джозефсона, Сканирующая Туннельная Спектроскопия, тонкие пленки, наноструктуры, сверхпроводниковые гетероструктуры, Сканирующая Туннельная Микроскопия, топологические системы, когерентное квантовое проскальзывание фазы

Код ГРНТИ29.19.29


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Предлагаемые исследования будут направлены на обнаружение и изучение новых квантовых эффектов в неоднородных сверхпроводящих системах. В рамках данного проекта предполагается провести экспериментальные и теоретические исследования пространственной неоднородности и разрушения квантовой когерентности в сложных гибридных сверхпроводящих наноразмерных гетероструктурах и гранулированных сверхпроводниках. Для экспериментальных исследований в гибридных планарных когерентных системах и гранулированных сверхпроводниках будут изготовлены тонкопленочные гибридные структуры с размерами элементов, сравнимыми с такими характерными длинами как сверхпроводящая длина когерентности, глубина проникновения магнитного поля в сверхпроводник, длина спиновой диффузии. В качестве объектов исследования будут использованы гетероструктуры сверхпроводник -нормальный металл (S-N), сверхпроводник –ферромагнетик (S-F), сверхпроводник - топологический изолятор (S-TI) и тонкие пленки сверхпроводящих металлов W, Nb, V, NbN, Pb, In. Предполагается использовать два подхода для приготовления образцов. 1. Выращивание тонкопленочных структур in situ в условиях сверхвысокого вакуума в камере подготовки измерительного комплекса. 2. Использовать оригинальную методику «отрыва», позволяющую проводить исследования атомно чистых поверхностей тонкопленочных (в том числе гибридных) наноструктур приготовленных ex situ с использованием техники магнетронного распыления, фото и электронной литографии. Возможность формирования сложных геометрических структур позволит изучить ряд физических явлений, таких как потеря квантовой когерентности сверхпроводящего состояния вблизи границы перехода сверхпроводник-1 – сверхпроводник-2, сверхпроводник – несверхпроводник и т.д. Локальные исследования сверхпроводящих свойств будут проводиться при помощи сканирующей туннельной спектроскопии с использованием сверхвысоковакуумного (P<1*10^-10mBar) низкотемпературного (T=0.8 K) сканирующего туннельного микроскопа. В условиях неравновесности будут проведены, по всей видимости, первые в мире эксперименты по изучению спонтанных флуктуаций тока (дробового шума) в гибридных структурах S-TI. Эти исследования позволят судить о влиянии сильного спин-орбитального взаимодействия, топологической защиты и Андреевского отражения на статистику протекания заряда в таких структурах. Шумовые исследования особенно актуальны в режиме разупорядоченного диффузионного транспорта в TI, когда соответствующие особенности в транспортных характеристиках слабо выражены. Кроме того, в условиях электронного перегрева будет изучен механизм теплоотдачи от поверхностных состояний в TI фононной подсистеме, что послужит для независимой проверки их двумерного происхождения. Теоретическая часть проекта будет выполнена при участии ведущих теоретиков в данной области и будет посвящена анализу особенностей электронной структуры и плотности состояний в тонкопленочных S-N, S-F и S-TI структурах, а также исследованию электронного транспорта в джозефсоновских контактах, содержащих в области слабой связи многослойные структуры, включающие тонкие сверхпроводящие, нормальные и ферромагнитные пленки. Актуальность данных исследований обусловлена как необходимостью получения новых фундаментальных знаний об эффекте близости, то есть о природе и свойствах наведенной в не сверхпроводящие материалы сверхпроводимости, так и непрерывно нарастающими усилиями, направленными на использовании эффекта близости в устройствах сверхпроводниковой спинтроники, которые могут быть использованы в качестве управляющих элементов сверхпроводниковой памяти. Необходимо отметить, что фундаментальные исследования в области сосуществования двух упорядоточений, - сверхпроводящего и ферромагнитного, - являются одной из динамично развивающихся областей физики конденсированного состояния. За прошедшие 10 лет со дня первого экспериментального подтверждения необычного свойства джозефсоновских SFS структур – существования так называемых пи-контактов, т.е. переходов с отрицательным значением критического тока, - в этой области было открыто много интересных, практически важных эффектов. К ним, в первую очередь, следует отнести осциллирующие зависимости критического тока от расстояния между сверхпроводящими электродами, генерацию слабозатухающих и не осциллирующих триплетных сверхпроводящих корреляций (Long Range Proximity Effect, LRPE), эффект безосцилляционного проникновения синглетной сверхпроводящей компоненты вдоль «чистых» доменных стенок в F пленку, а также эффект генерации LRPE на границе доменов с неколлинеарной ориентацией намагниченности. Однако до настоящего времени остаются слабо изученными такие практически важные аспекты взаимодействия сверхпроводимости и магнетизма как влияние магнитной подсистемы гетероструктур на структуру абрикосовских вихрей, а также размеров и структуры магнитных доменов и наличие областей включений нормальной фазы в области слабой связи джозефсоновских структур. Исследование этих эффектов определяет одну из сторон научной новизны предлагаемого проекта. Сформулированные в проекте теоретические задачи, несомненно, достижимы поскольку для их решения планируется использовать хорошо разработанный аппарат микроскопической теории сверхпроводимости. Авторы проекта имеют существенный задел, опыт, знания и умения в использовании этого аппарата для аналитических и численных расчетов параметров джозефсоновских контактов и проведения их всесторонних исследований. Это однозначно свидетельствует в пользу достижимости запланированных результатов. Когерентное квантовое проскальзывание фазы (CQPS) является одним из моногообещающих направлений современной физики благодаря новым интересным и уникальным свойствам и различным применениям. Среди применений: квантовая информатика (сверхпроводниковые кубиты без джозефсоновских переходов), метрология (стандарты тока, дуальные стандартам напряжения на СКВИД-ах). Этот эффект изучался теоретически, но экспериментально был продемонстрирован только недавно. Несмотря на первую демонстрацию, этот эффект всё ещё практически не изучен из-за трудности в реализации. Наш проект имеет целью изучить физику CQPS для будущих практических разработок приборов. Экспериментальная и технологическая части проекта будет выполнены с использованием опыта сотрудников как российских так и иностранных Институтов и лабораторий, сотрудничающих с лабораториями междисциплинарного Центра фундаментальных исследований МФТИ: "Квантовые наноструктуры" (рук. М.Р. Трунин), "Топологические квантовые явления в сверхпроводящих системах" (рук. А.А. Голубов), «Искусственные квантовые системы» (рук. О.В. Астафьев). Непосредственными партнерами этих лабораторий МФТИ являются Institut des Nanosciences de Paris Sorbonne Universit (Франция), Институт физики твердого тела РАН (Россия), Laboratoire de Physique et d’Etude des Matériaux (Франция), Twente University (Нидерланды) и Royal Holloway University of London (Англия). Использование опыта этих дружественных исследовательских коллективов позволит вывести на новый мировой уровень российскую науку в области физики зондовой микроскопии в условиях сверхнизких температур и сверхвысокого вакуума и позволит получить новые данные об электронной структуре исследуемых нанообъектов с высоким пространственным и спектральным разрешением. Using the experience of these friendly research teams will bring a new level of global Russian science in physics probe microscopy under ultralow temperatures and ultrahigh vacuum and will provide new data on the electronic structure of the investigated nanostructures with high spatial and spectral resolution. Обязательным результатом проекта будет проведение большой международной конференции "Сверхпроводящие гибридные наноструктуры: физика и применения" и двух международных школ "Нанофизика и наноэлектроника" на территории МФТИ (Долгопрудный), где планируется затронуть самые актуальные вопросы физики сверхпроводниковых гетероструктур. Проведение конференции позволит выделить пионерские направления исследований по данной теме и сконцентрировать исследовательские силы на передовых экспериментах. Школы позволят подготовить поколение молодых ученых в области физики и технологий наносистем.

Ожидаемые результаты
До настоящего времени исследования квантовых явлений на границах между сверхпроводником и несверхпроводящим материалом проводились в основном на основе анализа электронно-транспортных свойств. Очевидно, транспортные исследования не дают полной картины происходящего в промежуточных слоях, т.к. электронно-транспортные измерения отображают только коллективные явления, проявляющие себя в резистивных откликах транспортных токов, протекающих сквозь образец. Это зачастую приводит к сложностям и спорам при интерпретации полученных экспериментальных результатов. Использование методов зондовой микроскопии для изучения структурированных объектов является одним из передовых направлений мировой науки и сулит множество новых интересных открытий. Недавние работы некоторых участников проекта непосредственно ориентированы на исследования локальной плотности электронных состояний на поверхности наноразмерных структур, и в частности, островков свинца на поверхности кремния. В этих исследованиях была подробнейшим образом изучена динамика пространственного распределения локальной плотности электронных состояний как в самих сверхпроводящих островках, так и на их самоорганизованных границах, где реализуются системы типа сверхпроводник-нормальный металл (несверхпроводящий смачивающий слой свинца на поверхности кремния) или сверхпроводник1-сверхпроводник2 [1] были впервые подробно изучены вихри Джозефсона проникшие в слабую связь джозефсоновского контакта с субнанометровым пространственным и высоким спектральным разрешением [2]. По результатам исследований была выпущена серия работ в лучших издательствах мира, таких как Physical Review X, Nature Phys. Группа участников проекта весьма удачно объединяет специалистов по теории квантового транспорта в сверхпроводящих системах и экспериментальным исследованиям токового шума и шумовой термометрии в наноструктурах [3]. Такое сочетание также позволит выйти за рамки стандартных транспортных подходов и достичь прорывных результатов в гибридных структурах S-TI. Участники проекта также являются ведущими специалистами в области сверхпроводящих гетероструктур. Они обладают огромным опытом создания тонкопленочных наноструктур, что подкреплено большим количеством публикаций по транспортным измерениям сверхпроводниковых гетероструктур, например [4-6] и квантовых центров проскальзывания фазы [7,8]. Оригинальность проекта заключена в комбинировании технологических, экспериментальных и теоретических знаний и усилий участников данного проекта. Ожидается, что проводимые в рамках проекта исследования помогут получить новые знания о природе квантово-когерентных явлений в случаях, когда сверхпроводимость индуцируется в несверхпроводящие материалы. Запланированными результатами проекта являются: 1. Запуск, отладка и дооснащение в МФТИ первого в России низкотемпературного (0.8К) сверхвысоковакуумного (10^-11 мбар) сканирующего зондового микроскопа JT-SPECS STM/AFM с магнитным полем до 3Т. Установка позволяет проводить исследования атомно чистых как электропроводящих, так и непроводящих поверхностей. При этом система оснащена модулем для проведения измерений электронного транспорта одновременно с СТМ\СТС\АСМ исследованиями. 2. Разработка уникального метода подготовки искусственных сверхпроводящих гетероструктур для исследований на атомном масштабе при помощи низкотемпературного зондового микроскопа. 3. Изучение потери индуцированной квантовой когерентности в зависимости от толщины и природы несверхпроводящего металла. Обоснование механизмов потери квантовой когерентности. 4. Изучение зависимости размера кора вихря от толщины слоя; установление связи между видимым размером кора и квантовой длиной когерентности. 5. Изучение наведенной плотности электронных состояний вблизи магнитных примесей в несверхпроводящем металле, находящемся в контакте со сверхпроводником. Влияние индивидуальных магнитных примесей (атомов) на квантовую когерентность наведенного состояния. 6. Измерение наведенной плотности электронных состояний вблизи границы сверхпроводник - топологический изолятор как функция расстояния от границы. Изучение особенностей плотности электронных состояний, связанных экзотической электронной структурой топологических изоляторов. 7. Изучение токового шума и статистики протекания заряда в гибридных структурах S-TI и S-TI-S. Обнаружение одиночного и многократного Андреевского отражения в когерентном и некогерентном режиме. Первичная шумовая термометрия неравновесных гибридных структур. По каждому перечисленному результату будет опубликовано не менее одной печатной работы в международных журналах с высоким рейтингом. В процессе реализации проекта предлагается использование нового подхода к решению поставленных в проекте экспериментальных задач, где в качестве инструмента будет использован Низкотемпературный Сверхвысоковакуумный Зондовый Микроскоп, оснащенный специальной системой, поддерживающей одновременное использование нескольких методик исследования, в число которых входят: Сканирующая Туннельная Микроскопия (СТМ), Сканирующая Туннельная Спектроскопия (СТС), Атомно-силовая Микроскопия (АСМ) а также возможность проведения транспортных измерений в реальном времени при сканировании поверхности структуры. Преимущество подхода в том, что роль одного из привычных в транспортных измерениях контактов выполняет игла (зонд) микроскопа, которая может свободно перемещаться над поверхностью образца. Тем самым появляется возможность локального изучения плотности электронных состояний в любой точке изучаемой поверхности, а как следствие – получение подробных карт пространственного распределения проводимости образца. Наличие функции АСМ позволяет работать с поверхностями, не обладающими достаточной проводимостью для реализации туннельного контакта, что открывает новые возможности, например, поиск проводящих наноструктур на непроводящей подложке. Наличие 4-х дополнительных независимых контактов на держателе образца позволяет реализовать протекание транспортных токов через структуру, и тем самым управлять энергетическими состояниями системы, или оказывать на нее внешнее воздействие. Для проведения исследований в нашем распоряжении имеются три низкотемпературных сканирующих туннельных микроскопа, два из которых находятся в Париже и один закуплен в этом году в Московском Физико-техническом Институте, а также электронный и фото- литографы. Напыление пленок будет проводиться на современной технологическом комплексе по напылению тонких пленок Института Физики Твердого Тела (разработанном и сконструированном основными участниками проекта под руководством Столярова В.С.). Все установки хорошо дополняют друг друга. В результате реализации проекта, мы предполагаем внести вклад в разработку новых типов CQPS кубитов, понять физику процессов и разработать CQPS устройства дуальные джозефсонским. Результаты, как ожидается, внесут свой вклад в квантовую информатику на сверхпроводящих квантовых системах и метрологию (стандарты тока, которые пока не реализованы). CQPS привлекает большой интерес, однако, несмотря на огромные усилия в реализации, был продемонстрирован лишь дважды [6, 7] в исследовательской лаборатории NEC доктором Астафьевым. С помощью экспертизы доктора Астафьева и с помощью самого современного технологического оборудования МФТИ, мы ожидаем, достижения важных результатов в этой области. Дополнительными целями проекта являются: развитие долгосрочного сотрудничества с французскими коллегами, бывшими российскими учеными, имеющими огромный опыт СТМ исследований и перенос их технологического и экспериментального опыта на базу МФТИ и ИФТТ РАН, Royal Holloway, University of London (UK). По результатам исследований планируется выпуск серии статей в рецензируемых журналах. [1] V. Cherkez, J. C. Cuevas, C. Brun, T. Cren, G. Menard, F. Debontridder, V.S. Stolyarov and D.Roditchev Proximity effect between two superconductors spatially resolved by scanning tunneling spectroscopy Comments: 13 pages, 14 figures, accepted for publication in Physical Review X (2014). [2] Roditchev D., Brun Ch, Serrier-Garcia L., Cuevas J.C., Bessa V.H.L, Milošević M.V., Debontridder F., Stolyarov V.S., Cren T., Direct observation of Josephson vortex cores, Nature Physics 11, 332–337 (2015) doi:10.1038/nphys3240 [3] Tikhonov, E. S.; Melnikov, M. Yu; Shovkun, D. V.; et al. “Nonlinear transport and noise thermometry in quasiclassical ballistic point contacts” Phys. Rev. B 90, 161405 (2014). [4] A. A. Bannykh, J. Pfeiffer, V. S. Stolyarov, I. E. Batov, V. V. Ryazanov, and M. Weides, Josephson tunnel junctions with strong ferromagnetic interlayer, Phys. Rev. B 79, 054501 (2009). [5] T.I. Larkin, V.V. Bol'ginov, V.S. Stolyarov, V.V. Ryazanov, I.V. Vernik et al., Ferromagnetic Josephson switching device with high characteristic voltage, Appl. Phys. Lett. 100, 222601 (2012) Заявка № 14-42-00106 [6] T.E. Golikova, F. Hübler, D. Beckmann, I.E. Batov, T.Yu. Karminskaya, M.Yu. Kupriyanov, A.A. Golubov, and V.V. Ryazanov, “Double proximity effect in hybrid planar superconductor-(normal metal/ferromagnet)-superconductor structures” Physical Review B 86, 064416 (2012). [7] O. V. Astafiev, L. B. Ioffe, S. Kafanov, Yu. A. Pashkin, K. Yu. Arutyunov, D. Shahar, O. Cohen, J. S. Tsai. Coherent quantum phase slip. Nature 484, 355-358 (2012). [8] J. T. Peltonen, O. V. Astafiev, Y. P. Korneeva, B. M. Voronov,A. A. Korneev, I. M. Charaev, A. V. Semenov, G. N. Golt'sman, L. B. Ioffe, LB, T. M. Klapwijk, J. S. Tsai. ” Coherent flux tunneling through NbN nanowires”. Phys. Rev. B 88, 220506 (2013)


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2015 году
Целью проекта "Спектроскопия сверхпроводящих гибридных наноструктур" являются теоретические и экспериментальные исследования, направленые на обнаружение и изучение новых квантовых эффектов в неоднородных сверхпроводящих системах, в частности исследования пространственной неоднородности и разрушения квантовой когерентности в сложных гибридных сверхпроводящих наноразмерных гетероструктурах и гранулированных сверхпроводниках. Объектами экспериментальных исследований являются: - тонкопленочные гибридные структуры с размерами элементов, сравнимыми с такими характерными длинами как сверхпроводящая длина когерентности, глубина проникновения магнитного поля в сверхпроводник, длина спиновой диффузии - гетероструктуры сверхпроводник -нормальный металл (S-N), сверхпроводник –ферромагнетик (S-F), сверхпроводник - топологический изолятор (S-TI) - тонкие пленки сверхпроводящих металлов W, Nb, V, NbN, Pb, In - сверхпроводниковые кубиты с когерентным квантовым проскальзыванием фазы Теоретическая часть проекта выполняется при участии ведущих теоретиков в данной области с использованием аппарата микроскопической теории сверхпроводимости и посвящена: - анализу особенностей электронной структуры и плотности состояний в тонкопленочных S-N, S-F и S-TI структурах. - исследованию электронного транспорта в джозефсоновских контактах, содержащих в области слабой связи многослойные структуры, включающие тонкие сверхпроводящие, нормальные и ферромагнитные пленки. Задачей первого года проекта (июль-декабрь 2015) было создание экспериментальной базы, разработка технологий приготовления структур, первоначальные тестовые измерения полученных образцов, а также разработка теоретических методов описания изучаемых физических явлений. Работа выполняется в МФТИ на базе Лаборатории Топологических Квантовых явлений в сверхпроводящих системах https://mipt.ru/science/labs/laboratory_of_topological_quantum_phenomena_in_superconducting_systems/ в сотрудничестве с МГУ и ИФТТ РАН. Все планируемые на год работы были выполнены полностью. Были изготовлены двуслойные пленки Nb/Cu и проведены электронно-транспортные исследования полученных структур. Определены транспортные характеристики Nb/Cu при температуре 10K в зависимости от толщины пленки. Для проверки адгезионных свойств пленок проводились специальные эксперименты на воздухе. Достигнуто воспроизводимое отрывание напыленных пленок от подложки. На изготовленных двухслойных пленках были проведены тестовые отрывы в условиях сверхвысокого вакуума с использованием стандартных для СТМ микроскопа держателей образцов и игл. На полученных туннельных спектрах поверхности меди, находящейся в хорошем металлическом контакте со сверхпроводником, наблюдена минищель, связанная с наведенным параметром сверхпроводящего порядка от ниобия.Размер минищели при толщине 50 нм составляет ~0.5 мВ, а при толщине 100нм ~0.1 мВ. На образцах с толщиной слоя Cu 50нм были обнаружены индуцированные в нормальный металл (Cu) вихри Абрикосова. Были измерены СТС карты распределения проводимости для разных значений внешнего магнитного поля направленного перпендикулярно пленке. Выявлены зависимости распределения плотности электронных состояний по направлению от центра вихря. Рассчитана пространственная деформация керна абрикосовского вихря в двухслойных структурах, состоящих из сверхпроводящей пленки с нанесенным на нее слоем нормального или ферромагнитного металла. Разработан метод расчета плотности состояний на границе несверхпроводящего слоя. Изготовлены пленки CuNi. Для состава 54% Ni были установлены температурные зависимости коэрцитивной силы и холловского напряжения, определена температура Кюри. Проведены электронно-транспортные измерения на предмет наличия возвратной сверхпроводимости с целью точного определения толщины 0-пи перехода. Продемонстрировано высокое качество поверхности полученных образцов Nb/CuNi . Для наблюдения температурного 0-пи перехода были проведены специальные исследования, в результате которых было обнаружено появление аномально большого квазичастичного пика в плотности состояний в области нулевого напряжения смещения. Этот эффект является следствием температурного 0-пи перехода. Были проведены СТМ/СТС исследования с атомным пространственным разрешением, которые продемонстрировали наличие слабой связи между островками свинца через несверхпроводящий аморфный, смачивающий моноатомный слой свинца. Были получены результаты, демонстрирующие наличие перекрытия сверхпроводящих волновых функций соседних островков свинца на сколотой поверхности объемного кристалла топологического изолятора Bi2Te3 в силу эффекта близости. Был обнаружен эффект подавления сверхпроводимости в островках свинца на поверхности топологического изолятора в зависимости от толщины островков. Изготовлены проволочки нитрида титана шириной 20 нм с качеством, достаточным для изучения проскальзывания фазы. Вольт-амперные характеристики показывают блокаду по напряжению: вместо критического тока наблюдается критическое напряжение, при превышении которого течёт нормальный диссипативный ток. Такое поведение является дуальным к поведению джозефсоновского перехода, в котором течёт сверток. Шумовые измерения в гибридных структурах топологический изолятор Bi(1.5)Sb(0.5)Te(1.7)Se(1.3) - нормальный металл при низкой температуре (0.6 К) и напряжениях <1 мВ показали, что зависимость спектральной плотности шума N-TI-N контакта от тока с хорошей точностью соответствует фактору Фано дробового шума 1/3. Это указывает на упругий диффузионный транспорт в исследованных образцах. Такой же результат получен и в магнитном поле. В сильном неравновесном режиме, при напряжениях больше 1 мВ, исследован режим неупругой релаксации на фононах в контактах с N-TI-S в над щелевом режиме. Показано, что при дальнейшем понижении температур и напряжений станет возможным выход в область эффективно упругого и сильно неравновесного транспорта в гибридных топологических структурах. Получены важные для последующего выполнения проекта результаты в теории структур топологический изолятор-сверхпроводник. Установлена связь между нечетным по энергии спариванием и Майорановскими кодами и изучены проявления этого эффекта в туннельной проводимости. Сформулированы условия реализации и наблюдения Майорановских мод. В системе d-волновой сверхпроводник/ферромагнитный изолятор/d-волновой сверхпроводник на поверхности топологического изолятора рассчитаны токо-фазовые соотношения для различных ориентаций контакта. В определенных конфигурациях обнаружены аномальные токо-фазовые соотношения, а также усиление тока из-за Андреевских связанных состояний с нулевой энергией на границе d-волновой сверхпроводник - топологический изолятор. Начата работа по организации международной конференции и школы "Сверхпроводящие гибридные наноструктуры: физика и применения", которые пройдут в сентябре в МФТИ, г. Долгопрудный http://miptconf-shn.ru/

 

Публикации

1. Bo Lu, Keiji Yada, A. A. Golubov, and Yukio Tanaka Anomalous Josephson effect in d-wave superconductor junctions on a topological insulator surface PHYSICAL REVIEW B, Номер статьи: 100503 Том: 92 Выпуск: 10 (год публикации - 2015) https://doi.org/10.1103/PhysRevB.92.100503

2. M Snelder, A A Golubov, Y Asano and A Brinkman Observability of surface Andreev bound states in a topological insulator in proximity to an s-wave superconductor JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER, Том: 27 Выпуск: 31 Номер статьи: 315701 (год публикации - 2015) https://doi.org/10.1088/0953-8984/27/31/315701

3. С.В. Бакурский, М.Ю. Куприянов, А.А. Баранов, А.А. Голубов, Н.В. Клёнов, И.И. Соловьёв Эффект близости в многослойных структурах с чередующимися ферромагнитными и нормальными слоями Письма в "Журнал экспериментальной и теоретической физики", том 102, вып. 9, с. 670 – 677 (год публикации - 2015) https://doi.org/10.7868/S0370274X15210043


Аннотация результатов, полученных в 2016 году
Целью проекта "Спектроскопия сверхпроводящих гибридных наноструктур" являются теоретические и экспериментальные исследования, направленые на обнаружение и изучение новых квантовых эффектов в неоднородных сверхпроводящих системах, в частности исследования пространственной неоднородности и разрушения квантовой когерентности в сложных гибридных сверхпроводящих наноразмерных гетероструктурах и гранулированных сверхпроводниках. Объектами экспериментальных исследований являются: - тонкопленочные гибридные структуры с размерами элементов, сравнимыми с такими характерными длинами как сверхпроводящая длина когерентности, глубина проникновения магнитного поля в сверхпроводник, длина спиновой диффузии - гетероструктуры сверхпроводник -нормальный металл (S-N), сверхпроводник –ферромагнетик (S-F), сверхпроводник - топологический изолятор (S-TI) - тонкие пленки сверхпроводящих металлов W, Nb, V, NbN, Pb, In - сверхпроводниковые кубиты с когерентным квантовым проскальзыванием фазы Теоретическая часть проекта выполняется при участии ведущих теоретиков в данной области с использованием аппарата микроскопической теории сверхпроводимости и посвящена: - анализу особенностей электронной структуры и плотности состояний в тонкопленочных S-N, S-F и S-TI структурах. - исследованию электронного транспорта в джозефсоновских контактах, содержащих в области слабой связи многослойные структуры, включающие тонкие сверхпроводящие, нормальные и ферромагнитные пленки. Работа выполняется в МФТИ на базе Лаборатории Топологических Квантовых явлений в сверхпроводящих системах https://mipt.ru/science/labs/laboratory_of_topological_quantum_phenomena_in_superconducting_systems/ в сотрудничестве с МГУ и ИФТТ РАН. Все планируемые на 2016 год работы были выполнены полностью. По результатам исследований опубликовано 7 статей в высокорейтинговых научных журналах, в том числе Physical Review Letters, Applied Physics Letters, Physical Review B, а также получен патент на разработанный новый теxнологический процесс. Исследованы свойства джосефсоновских гибридных структур SIs-F/N-S типа, состоящих из сверхпроводящих электродов (S), туннельного слоя (I) и металлической (N / F) прослойки из нормального и ферромагнитного слоев. Показано, что изучаемая SIs-F/N-S структура может быть использована в качестве управляющего элемента ячейки памяти. Предложен способ записи системы в произвольное состояние, а также неразрушающего считывания. Важным преимуществом предложенного подхода к организации памяти является то, что он не требует перемагничивания ферромагнитного слоя при проведении операции записи. В результате, для системы не требуется приложение внешних полей или инжекция сильного спин-поляризованного тока. Все процессы управляются джозефсоновскими токами, а переключение происходит на характерных временах, определяемых характеристиками сверхпроводящего материала. Для изучения структуры и оценки характеристических динамических параметров слабых ферромагнитных пленок PdFe, используемых в SFS, SIFS или SIsFS джозефсоновских переходов, проведены исследования методом сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) и поставлен эксперимент по наблюдению ферромагнитного резонанса. Получена информация о микроструктуре пленок слабого ферромагнетика PdFe, изготовленного на пленке ниобия. Разработана техника по исследованию резонансного спектра ферромагнитных образцов с чувствительностью, на порядок превышающую существующие непосредственные аналоги. Проведены магнитно-силовые (МСМ) исследования тонких пленок Cu4_7Ni_53 при температурах от 300К до 4К, активно используемых в сверхпроводящей электронике. MСM исследования поверхности плёнки CuNi проводящей иглой продемонстрировали анизотропию поверхности по составу. Исследована конфигурация вихрей и доменов в гетероструктуре сверхпроводник-ферромагнетик Nb(100nm)/CuNi(50nm)/Pt(10nm) в зависимости от температуры и внешнего магнитного поля. Визуализирована динамика доменной структуры при воздействии внешнего перпендикулярного магнитного поля. Cобрана и автоматизирована установка для синтеза нанонитей переменного состава. Отработана методика магнетронного напыления сверхпроводящих контактов, подводящиx транспортный ток к нанонитям. Изготовлены ниобиевые контакты, в частности, к медным монокристаллическим нанонитям. Отработана методика создания джозефсоновских контактов при помощи электронной литографии с единичной нанонитью в качестве слабой связи. Продемонстрирована джозефсоновская связь на расстояниях до 1700 нм. Зарегистрирован патент на технологию изготовления контактов. Изготовлены и исследованы структуры сверхпроводник – наноостровок Bi2Te2Se – сверхпроводник, демонстрирующие квантовое поведение, свойственное системам с поверхностными состояниями. Показана возможность управления зарядом атомов Fe, локализаванных вблизи поверхности топологического изолятора Bi2Se3 с использованием иглы STM в качестве локального затвора. Дано качественное объяснение наблюдаемых явлений с точки зрения локального изгиба зон. Изучена релаксация спина электрона, взаимодействующего с магнитной примесью Fe в сверхпроводнике 2H-NbSe2 с двумерной электронной структурой. Oбнаружена длинно-масштабная когерентность квантовых осциллирующих состояний электрон – дырка. Экспериментально обнаружен новый эффект - индуцирование вихрей Абрикосова из сверхпроводника (Nb) в нормальный металл (Cu) засчет эффекта близости и уширения керна вихря в нормальном металле. Проведено количественое сравнение экспериментальных данных с результатами самосогласованного расчета в рамках квазиклассических уравнений Узаделя в различных магнитных полях и получено хорошее согласие теории с экспериментом. Теоретически предсказан новый эффект в системе сверхпроводник/ферромагнетик (SF) – инверсия направления сверхтока абрикосовского вихря в ферромагнитной (F) пленке по отношению к направлению вращения сверхпроводящего тока в сверхпроводящей (S) пленке SF сэндвича при изменении обменного поля в ферромагнетике либо коэффициента прозрачности SF границы. Изучена проводимость контакта нормального металла и сверхпроводника с нетривиальной симметрией параметра с учетом электронного рассеяния на примесях. Результаты расчетов важны для экспериментального изучения симметрии сверхпроводящего параметра порядка в различных материалах, в том числе и в системах сверхпроводник - топологический изолятор. Впервые измерен дробовой шум в N-TI-N и N-TI-S контактах (N – нормальный металл), выполненных на пленках топологического изолятора Bi1.5Sb0.5Te1.7Se1.3. Измеренный фактор Фано в режиме андреевского отражения FAR ≈ 0.22 существенно меньше значений, соответствующих N-S контактам на основе нормального металла и двумерного электронного газа. Проведенные эксперименты дают важную информацию о поверхностных состояниях на латеральном интерфейсе нормальной и сверхпроводящей фаз топологического изолятора. Разработан и изготовлен кубит на основе тонкой пленки NbN с сужением (слабой связью) в 30 нм. Проведены измерения характеристик кубита c помощью техники коротких микроволновых импульсов. Продемонстрирован полный контроль квантовых состояний. 19-23 сентября 2016 г. на территории Московского физико-технического института, г. Долгопрудный Московской области, была проведена международная конференция "Сверхпроводящие гибридные наноструктуры: физика и применения", в которой приняли участие 17 российских и 34 зарубежных ученых (в том числе 10 членов научного коллектива), а также 25 российских молодых ученых. Сайт конференции http://shn-mipt.com/program 24-26 сентября 2016 г. на территории Московского физико-технического института, г. Долгопрудный Москобской области, была проведена международная школа для молодых ученых "Сверхпроводящие гибридные наноструктуры: физика и применения", в которой приняли участие 18 российских и зарубежных ученых-лекторов, а также 45 слушателей - российских молодых ученых в возрасте до 35 лет, включая 25 аспирантов и студентов. Сайт школы http://shn-mipt.com/school

 

Публикации

1. Астафьев О.В. Coherent dynamics and decoherence in a superconducting weak link PHYSICAL REVIEW B, 94, 180508(R) (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1103/PhysRevB.94.180508

2. Бакурский С.В., Куприянов М.Ю., Голубов А.А. Superconducting phase domains for memory applications APPLIED PHYSICS LETTERS, Том: 108 Выпуск: 4 Номер статьи: 042602 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1063/1.4940440

3. Головчанский И.А., Столяров В.С., Куприянов М.Ю., Голубов А.А., Рязанов В.В. Micromagnetic modeling of critical current oscillations in magnetic Josephson junctions PHYSICAL REVIEW B, - (год публикации - 2016)

4. Головчанский И.А., Столяров В.С., Рязанов В.В. Magnetization dynamics in dilute Pd1-xFex thin films and patterned microstructures considered for superconducting electronics JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Том: 120 Выпуск: 16 Номер статьи: 163902 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1063/1.4965991

5. Голубов А.А. Influence of the impurity scattering on charge transport in unconventional superconductor junctions PHYSICAL REVIEW B, Том: 94 Выпуск: 1 Номер статьи: 014504 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1103/PhysRevB.94.014504

6. Голубов А.А., Куприянов М.Ю. Abrikosov vortices in SF bilayers JETP Letters, - (год публикации - 2016) https://doi.org/10.7868/S0370274X16240061

7. Голубов А.А., Храпай В.С. Andreev Reflection in an s-Type Superconductor Proximized 3D Topological Insulator PHYSICAL REVIEW LETTERS, Том: 117 Выпуск: 14 Номер статьи: 147001 (год публикации - 2016) https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.147001

8. Столяров В.С. Способ изготовления устройства с субмикронным джозефсоновским пи-контактом -, №2599904 (год публикации - )


Аннотация результатов, полученных в 2017 году
Целью проекта "Спектроскопия сверхпроводящих гибридных наноструктур" являются теоретические и экспериментальные исследования, направленые на обнаружение и изучение новых квантовых эффектов в неоднородных сверхпроводящих системах, в частности исследования пространственной неоднородности и разрушения квантовой когерентности в сложных гибридных сверхпроводящих наноразмерных гетероструктурах и гранулированных сверхпроводниках. Объектами экспериментальных исследований являются: - тонкопленочные гибридные структуры с размерами элементов, сравнимыми с такими характерными длинами как сверхпроводящая длина когерентности, глубина проникновения магнитного поля в сверхпроводник, длина спиновой диффузии - гетероструктуры сверхпроводник -нормальный металл (S-N), сверхпроводник –ферромагнетик (S-F), сверхпроводник - топологический изолятор (S-TI) - тонкие пленки сверхпроводящих металлов W, Nb, V, NbN, Pb, In - сверхпроводниковые кубиты с когерентным квантовым проскальзыванием фазы Теоретическая часть проекта выполняется при участии ведущих теоретиков в данной области с использованием аппарата микроскопической теории сверхпроводимости и посвящена: - анализу особенностей электронной структуры и плотности состояний в тонкопленочных S-N, S-F и S-TI структурах. - исследованию электронного транспорта в джозефсоновских контактах, содержащих в области слабой связи многослойные структуры, включающие тонкие сверхпроводящие, нормальные и ферромагнитные пленки. Работа выполняется в МФТИ на базе Лаборатории Топологических Квантовых явлений в сверхпроводящих системах https://mipt.ru/science/labs/laboratory_of_topological_quantum_phenomena_in_superconducting_systems/ в сотрудничестве с МГУ и ИФТТ РАН. Все планируемые на 2017 год работы были выполнены полностью. По результатам исследований опубликовано 14 статей в высокорейтинговых научных журналах, в том числе Applied Physics Letters, Physical Review B, Superconductor Science and Technology. Методом сканирующей туннельньй спектроскопии показано наличие аномалии сверхпроводящего эффекта близости между Bi2Te3 и смачивающим слоем свинца в системе Pb/Bi2Te3. Также показано, что энергетическая щель в сверхпроводящих Pb-островках линейно спадает от своего объемного значения в зависимости от обратной толщины, что хорошо согласуется с предыдущими зондовыми измерениями системы свинца на подложке Si. По результатам исследований подготовлена статья в печать. Экспериментально методом СТМ получены спектры локальной плотности состоянии в бислое Nb/Cu в магнитном поле. Результаты наблюдения Абрикосовских вихрей, наведенных в слой меди из-за эффекта близости, количественно объяснены в рамках разработанной трехмерной модели, основанной на модифицированном методе Ньютона. Отличное согласие с данными в магнитных полях 5 мТ и 55 мТ было получено для величины удельного сопротивления Cu 3.7 мкОм см - на уровне типичном для структур, изготовленных in situ. Проведено сравнение измеренных и рассчитанных температурных зависимостей спектров проводимости в магнитном поле 5 мТл и получено количественное согласие между теорией и экспериментом (рис. 1.3, 1.4). По результатам исследований подготовлена статья в печать. Показана возможность реализации большого критического тока в пи-состоянии в джозефсоновских контактах SIsFS типа, что важно для практических применений таких контактов. Кроме того, показано, что ток-фазовые соотношения вблизи 0-пи перехода имеют топологически различные ветви. Результаты опубликованы в статье S.V. Bakurskiy, V.I. Filippov, V.I. Ruzhickiy, N.V. Klenov, I.I. Soloviev, M.Yu. Kupriyanov, and A.A. Golubov, “Current-phase relations in SIsFS junctions in the vicinity of 0-π transition”, Phys. Rev. B 95, 094522 (2017) Сформулированы условия наблюдения фермионов Майорана в контакте сверхпроводник - ферромагнитный изолятор (S/FI), расположенном на поверхности 3D топологического изолятора в зависимости от ориентации S/FI границы. Результаты исследования опубликованы в статьях A.S. Vasenko, A.A. Golubov, V.M. Silkin, and E.V. Chulkov, “Odd-frequency superconductivity induced in topological insulators with and without hexagonal warping”, JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER 29, 295502 (2017). A.S. Vasenko, A.A. Golubov, V.M. Silkin, and E.V. Chulkov, “Unconventional Pairing in Three-Dimensional Topological Insulators with a Warped Surface State”, JETP LETTERS 105, 497 (2017). Исследована микроструктура магнитного потока ферромагнитного сверхпроводника EuFe2(As0.79P0.21)2 методом низкотемпературной магнитно-силовой микроскопи при изменении температуры от 4К до 28К, а также при различных значениях внешнего магнитного поля, приложенного перпендикулярно к исследуемой поверхности. В температурном интервале 18-22 К в магнитном фазовом контрасте наблюдались вихри Абрикосова (рис.2(c)), появление которых характерно для сверхпроводников второго рода. При дальнейшем понижении температуры на поверхности отчетливо проявлялась доменная структура, типичная для ферромагнетиков с перпендикулярной магнитной анизотропией (рис.2(b)), что наглядно, впервые прямым МСМ-экспериментом, подтвердило, что монокристалл обладает как сверхпроводящими, так и ферромагнитными свойствами. По результатам исследований подготовлена статья в печать. Разработан новый способ изучения ферромагнитного резонанса в ферромагнитных пленках PdFe с применением высокодобротных сверхпроводящих ко-планарных резонаторов и анализатора цепей. В ходе исследования структур сверхпроводник - нормальный металл - сверхпроводник (SNS) магнитно-силовым методом обнаружен эффект сильного локального взаимодействия зонда в области джозефсоновского перехода. При взаимодействии магнитного момента зонда микроскопа с магнитным сигналом от поверхности образуются характерные линии в виде «полумесяцев» поперек N-области SNS контакта (Рис. 3b). Их присутствие связано с проникновением в область джозефсоновской слабой связи вихрей Джозефсона. Таким образом, продемонстрирована возможность исследования SNS структур методами магнитно-силовой микроскопии. По результатам исследований подготовлена статья в печать. Показано, что в низкорезистивных краях двумерного топологического изолятора на основе квантовых ям HgTe/CdHgTe. токовые флуктуации п-н переходов существенно подавлены по сравнению с диффузионным случаем при отсутствии энергетической релаксации (Рис.4), что также свидетельствует в пользу геликоидальных баллистических, а не тривиальных краевых состояний. Измерены транспортные характеристики джозефсоновских структур Nb-Cu-Nb с медными монокристаллическими нанонитям.и в качестве слвбой связи. Удельная проводимость нитей составила ρ1 = 0.77 ± 0.14 мкОм*см и ρ2 = 1.18 ± 0.19 мкОм*см для первого и второго контактов и ρ3 = 6.47 ± 0.34 мкОм*см и ρ4 = 12.21 ± 0.62 мкОм*см для третьего и четвертого контактов соответственно. Критический ток Iс = 30 ± 0.02 мкА, Iс = 17 ± 0.02 мкА, Iс = 0.3 ± 0.02 мкА и Iс = 2 ± 0.02 мкА для образцов CuNW#1, CuNW#2, CuNW#3 и CuNW#4 соответственно. Полученные результаты продемонстрировали возможность использования медной нанонити в контактке типа SN: джозефсоновская связь при этом наблюдалась на расстояниях до 1700 нм. Получено хорошее согласие с теорией для описания магнетотранспортных свойств. Результаты опубликованы в статье Skryabina O.V., S.V. Egorov, A.S. Goncharova, A.A. Klimenko, S.N. Kozlov, V.V. Ryazanov, S.V. Bakurskiy, M.Yu. Kupriyanov, A.A. Golubov, K.S. Napolskii, V.S. Stolyarov, “Josephson coupling across a long single crystalline Cu-nanowire”, Applied Physics Letters 110, 222605 (2017). Детальное сравнение экспериментальных данных, полученных в полупроводниковых нанопроволоках InAs с контактами из Al с теоретическими расчетами показало, что произведение избыточного тока на нормальное сопротивление контакта систематически ниже своего предельного теоретического значения, и эта разница только увеличивается с уменьшением напряжения на затворе. Этот эффект был объяснен подавлением наведенной сверхпроводящей щели в области контакта Al/InAs и прозрачностью интерфейса, зависящей от электронной плотности. Этот эффект проиллюстрирован на рисунке 5.2, как уменьшение диапазона тянущих напряжений, характеризующих избыточную проводимость, в функции затворного напряжения. Проведенный анализ этих данных позволил охарактеризовать качество интерфейсов Al/InAs и оценить транспортные параметры нанопроволоки. Результаты исследования опубликованы в статье AV Bubis, AO Denisov, SU Piatrusha, IE Batov, VS Khrapai, J Becker, J Treu, D Ruhstorfer and G Koblmüller, ‘Proximity effect and interface transparency in Al/InAs-nanowire/Al diffusive junctions’, Semicond. Sci. Technol. 32, 094007 (2017). Продемонстрирована возможность контроля андреевских уровней в контакте зееманoвских сверхпроводников с нанопроволокой со спин-орбитальным взаимодействием Рашбы путем изменения относительной ориентации зеемановского поля и взаимодействия Рашбы. Результаты исследования опубликованы в статье Hashimoto T, Golubov AA, Tanaka Yu, Linder J., 'Tunability of Andreev levels via spin-orbit coupling in Zeeman-split Josephson junctions', Phys. Rev. B 96, 134508 (2017). Были продемонстрированы квантовые осцилляции в сверхпроводниковых кубитах на эффекте проскальзывания фазы в тонких сильнонеупорядоченных пленках NbN и TiN и была измерена когерентность при различных условиях в магнитных полях (Рис. 6.1). Показано, что время декогерентности достигает максимума в точке вырождения и уменьшается при смещении в сторону от неё, что указывает на то, что основной механизм связан с флуктуациями в магнитной степени свободы.Показано, что время релаксации кубита порядка 20 нс и не сильно зависит от смещения. Результаты исследования опубликованы в статье Linzen S, Ziegler M, Astafiev OV, Schmelz M, Hubner U, Diegel M, Il'ichev E, Meyer HG, ‘Structural and electrical properties of ultrathin niobium nitride films grown by atomic layer deposition’, SUPERCONDUCTOR SCIENCE & TECHNOLOGY 30, 035010 (2017). Обнаружены аномалии в температурной зависимости поверхностного импеданса ниже точки перехода в сверхпроводящее состояние, которые интерпретированы в рамках модели нетривиальной п-волновой симметрии сверхпроводящего параметра порядка в SrRuO4. В расчетах локального импеданса на поверхности сверхпроводника с p-волновой симметрией параметра порядка продемонстрированы необычные зависимости импеданса от температуры (рис. 7.2). Показано существенное влияние подщелевых андреевских зон плотности состояний на импеданс p-волнового сверхпроводника, выявлены основные режимы, в которых возможно как нормальное (R<X), так и аномальное (R>X) соотношение активной и реактивной компонент импеданса. Проведено сравнение с экспериментальными данными для сверхпроводника SrRuO4 и показано, что измеренные зависимости импеданса от температуры качественно соответствуют режиму высокочастотного облучения поверхности хирального p-волнового сверхпроводника. По результатам исследований подготовлена статья в печать. Рассчитаны угловые распределения спонтанных токов вблизи поверхности кирального p-волнового сверхпроводника и определены условия их экспериментального наблюдения. Результаты работы важны для экспериментального изучения симметрии параметра порядка в SrRuO4. Результаты исследования опубликованы в статье S.V. Bakurskiy, N.V. Klenov, I.I. Soloviev, M.Yu. Kupriyanov and A.A. Golubov, “Observability of surface currents in p-wave superconductors”, Supercond. Sci. Technol. 30, 044005 (2017). На основе результатов исследования эффекта Джозефсона в контакте между обычным s-волновым сверхпроводником и спин-триплетным сверхпроводником рассчитаны ток-фазовые соотношения Iс(ϕ) в изучаемых контактах и проанализированы характеристики СКВИДов, содержащих такие контакт. Предложены экспериментальные тесты для определения симметрии параметра порядка в Sr2RuO4. Результаты исследования опубликованы в статье K. Kawai, K. Yada, Y. Tanaka, Y. Asano, A.A. Golubov, and S. Kashiwaya, ‘Josephson effect in a multi-orbital model for Sr2RuO4’, Phys. Rev. B 95, 219902 (2017) Была проведена международная школа «Сверхпроводящие гибридные структуры: физика и применения» 5-13 июля 2017 г., Листвянка, Иркутская обл. http://shn-mipt.com/school_2017

 

Публикации

1. Бакурский С.В., Клёнов Н.В., Соловьев И.И., Куприянов М.Ю., Голубов А.А. Observability of surface currents in p-wave superconductors SUPERCONDUCTOR SCIENCE & TECHNOLOGY, Том 30, Выпуск 4, Номер статьи 044005 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1088/1361-6668/aa5f3d

2. Бакурский С.В., Филиппов В.И., Ружицкий В.И., Клёнов Н.В., Соловьёв И.И., Куприянов М.Ю., Голубов А.А. Current-phase relations in SIsFS junctions in the vicinity of 0-pi transition PHYSICAL REVIEW B, Том 95, Выпуск 9, Номер статьи 094522 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1103/PhysRevB.95.094522

3. Бубис А.В., Денисов А.О., Петруша С.Ю., Батов И.Е., Храпай В.С., Беккер Ж., Трэу Ж., Рухсторфер Д., Коблмюллер Г. Proximity effect and interface transparency in Al/InAs-nanowire/Al diffusive junctions SEMICONDUCTOR SCIENCE AND TECHNOLOGY, Том 32, Выпуск 9, Номер статьи 094007 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1088/1361-6641/aa7eef

4. Васенко А.С., Голубов А.А., Силкин В.М., Чулков Е.В. Unconventional Pairing in Three-Dimensional Topological Insulators with a Warped Surface State JETP LETTERS, Том 105, Выпуск 8, Стр.: 497-501 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1134/S0021364017080082

5. Васенко А.С., Голубов А.А., Силкин В.М., Чулков Е.В. Odd-frequency superconductivity induced in topological insulators with and without hexagonal warping JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER, Том 29, Выпуск 29, Номер статьи 295502 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1088/1361-648X/aa75c3

6. Дутт А., Голубов А.А., Долгов О.В., Ефремов Д.В. Quasiparticle interference in multiband superconductors with strong coupling PHYSICAL REVIEW B, Том 96, Выпуск 5, Номер статьи 054513 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1103/PhysRevB.96.054513

7. Каваи К., Яда К., Танака Ю., Асано Я., Голубов А.А., Кашивая С. Josephson effect in a multiorbital model for Sr2RuO4 PHYSICAL REVIEW B, Том 95, Выпуск 17, Номер статьи 174518 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1103/PhysRevB.95.174518

8. Линцен С.,Зиглер М., Астафьев О.В., Шмелц М., Хабнер У., Дигель М., Ильичев Е., Мейер Х.Г. Structural and electrical properties of ultrathin niobium nitride films grown by atomic layer deposition SUPERCONDUCTOR SCIENCE & TECHNOLOGY, Том 30, Выпуск 3, Номер статьи 035010 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1088/1361-6668/aa572a

9. Скрябина О.В., Егоров С.В., Гончарова А.С., Клименко А.А., Козлов С.Н., Рязанов В.В., Бакурский С.В., Куприянов М.Ю., Голубов А.А., Напольский К.С., Столяров В.С. Josephson coupling across a long single-crystalline Cu nanowire APPLIED PHYSICS LETTERS, Том 110, Выпуск 22, Номер статьи 222605 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1063/1.4984605

10. Хашимото Т., ГолубовА.А., Танака Ю., Линдер Я. Tunability of Andreev levels via spin-orbit coupling in Zeeman-split Josephson junctions PHYSICAL REVIEW B, Том 96, Выпуск 13, Номер статьи 134508 (год публикации - 2017) https://doi.org/10.1103/PhysRevB.96.134508

11. Бакурский С.В., Голубов А.А., Куприянов М.Ю., Хапаев М.М. Reversing direction of supercurrent circulation in SIF sandwich with Abrikosov vortex Book of Abstracts, Moscow International Symposium on Magnetism (MISM 2017), Стр. 349 (год публикации - 2017)

12. Бакурский С.В., Клёнов Н.В., Соловьёв И.И., Куприянов М.Ю., Голубов А.А. Спонтанные токи на диффузных и чистых металлических поверхностях хирального p-wave сверхпроводника Труды XXI Международного симпозиума "Нанофизика и наноэлектроника" в 2 т., Нижний Новгород, Изд-во Нижегородского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского, Том 1, Стр.25-26 (год публикации - 2017)

13. Бакурский С.В., Соловьев И.И., Кленов Н.В., Куприянов М.Ю., Голубов А.А. Многозначные ток-фазовые зависимости в области 0-π перехода в джозефсоновских SIsFS контактах Труды XXI Международного симпозиума "Нанофизика и наноэлектроника" в 2 т., Том 1, Нижний Новгород, Издательство Нижегородского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского, Том 1, Стр. 27-28 (год публикации - 2017)

14. Бакурский С.В., Филиппов В.И., Ружицкий В.И., Клёнов Н.В., Соловьёв И.И., Куприянов М.Ю., Голубов А.А. MULTI-VALUED CURRENT PHASE RELATIONS IN JOSEPHSON JUNCTION WITH COMPLEX -ISF- INTERLAYER Book of Abstracts, Moscow International Symposium on Magnetism, Стр. 350 (год публикации - 2017)

15. - Российские учёные предложили метод позволяющий ускорить сверхпроводящую память в сотни раз Sdelanounas.ru, март 2016 (год публикации - )

16. - Физики рассчитали возможные «диверсии» электронов на границе необычных сверхпроводников NAKED SCIENCE, 24.08.2017 (год публикации - )


Возможность практического использования результатов
Проект имеет фундаментальную направленность, в то же время результаты исследований могут в будущем лечь в основу ряда новых кввантовых технологий, таких как квантовые вычисления.